双金属复合锤头界面结合性能的研究
双金属复合锤头的试制
双金属复合锤头的试制Abstract：The use of bimetallic composite hammerhead is an effective way to improve the service life of hammer crusher. In this paper，two sizes of crusher hammers were made by using two kinds of materials，high chromium cast iron and low carbon steel，through solid-liquid composite and liquid-liquid composite casting processes. The results show that the two kinds of hammers have good performance and can meet the requirements of practical production.Keywords：composite hammerhead; bimetal; high chromium cast iron; crusher目前，锤式破碎机是冶金、矿山、建材等行业的必要机械之一，其中锤头承受了大部分的功耗，也是最容易损坏和最常需要更换的部件[1，2]。
因此，对锤头材料和制造工艺的研究是我国相关冶铸工作者的一大研发方向。
近年来，采用新型抗磨铸钢和铸铁材料、复合铸造工艺生产的锤头表现出了优良的使用性能[3，6]。
本文拟采用高铬铸铁和低碳钢两种材料，通过固-液复合铸造和液-液复合铸造两种工艺，试制了两种典型尺寸的破碎机锤头。
1 材料选择及铸造工艺设计1.1 材料选择锤头分为锤端和锤柄两部分，锤端直接与物料发生冲击，要求较高的硬度、强度和耐磨性，采用高铬铸铁材料;锤柄起连接作用，并不直接参与磨损，要求有一定的强度和韧性[4，5]，采用低碳钢材料。
双金属复合锤头铸造工艺性能研究
双金属复合锤头铸造工艺性能研究双金属复合锤头铸造技术的出现，为铸件的尺寸准确性、表面质量和性能等方面带来了巨大的进步，但是该新型工艺也存在一定的不足。
以双金属复合锤头铸造工艺为例，该工艺可以把不同种类的基体金属和注入金属有机结合在一起，不仅可以充分利用其特殊的熔点、硬度、强度等特点，而且可以减少掉因材料不适应而产生的缺陷，确保铸件的精度和加工性能。
同时，双金属复合锤头铸造工艺也具有良好的活动性，金属的熔度低，结构紧密，熔点低，容易形成细小的结构，并具备良好的可塑性，可以生产出高质量的零件。
此外，双金属复合锤头铸造还具有低成本、高效率等优点。
它使用简单、操作简单，可以大大减少生产成本。
另外，由于它可以在双金属中添加合金元素，使铸件具有更好的耐腐蚀性和韧性等特点，可以满足不同的使用要求。
然而，双金属复合锤头铸造工艺也有一些不足之处。
首先，由于金属的熔点更低，熔合难度也更大，基体金属和注入金属更容易凝固变形。
其次，由于双金属复合锤头铸造工艺对控制精度、熔点、喷射角度都有较高要求，铸件的质量也会受到影响。
另外，由于金属的特殊物理性质，双金属复合锤头铸造工艺生产出来的零件有时会产生缺陷，影响产品的质量。
综上所述，双金属复合锤头铸造工艺具有高精度、高效率、低成本等优点，但也存在一些不足，比如可靠性和稳定性的问题，以及铸造的精度和可加工性的问题，应该进一步增强研发。
另外，针对不同的铸件要求，要加强金属的分析和选料，优化两种金属的比例和工艺，确保铸件的性能指标充分达到设计要求。
在未来，双金属复合锤头铸造工艺将继续发挥其优势，并将会在精密机械制造中得到更多应用，以满足不同客户的要求。
也望有关专家和技术人员能够进一步研究双金属复合锤头铸造的技术和性能，从而推动工业的发展。
总之，双金属复合锤头铸造工艺具有很多优点，可以大大改善铸件的尺寸精度、表面质量和性能，并且可以在较低成本和较高铸造效率的情况下生产出更多的优质铸件。
高铬铸铁堆焊锤柄双金属复合锤头的开发研究_吴振卿
2013年第2期铸造设备与工艺目前锤式破碎机在电厂，煤矿等单位具有广泛的应用，由于锤式破碎机破碎的物理硬度和强度都不是太高，在破碎过程中受到的冲击力不是很大，普通的高锰钢锤头不能通过加工硬化来提高锤头的硬度和耐磨性，而双金属复合锤头是比较理想的，锤柄采用韧性较好的铸钢材料，锤端采用耐磨性较好的高铬铸铁材料，采用镶铸法浇注而成，使锤头满足耐磨性，然而铸钢的熔点较高，与锤端复合时难以达到冶金结合，容易出现锤头松动、脱落的现象［１］。
另外锤端附近的锤柄的耐磨性较低，承受的弯曲冲击力较大，实际使用过程中极易出现磨损甚至断裂，导致锤头损坏，严重时可能造成生产事故。
基于以上实际问题，本文采用先在锤柄表面堆焊一层熔点较低且与锤端材料接近的高铬铸铁材料，然后再进行镶铸的工艺，这样既可以提高锤柄的耐磨性，又可以提高复合界面的结合力，从而提高锤头的使用寿命，节约生产成本。
1材料的选择锤端部分的材料要求有很高的耐磨性，使用的工况冲击力不是很大，采用高铬铸铁即能满足要求，经热处理后，其硬度达到６０ＨＲＣ以上，且具有一定的冲击韧性。
其化学成分如表１所示。
锤柄主要承受物料在破碎过程中产生的弯曲冲击力，易出现疲劳断裂现象，同时，在破碎过程中部分物料也会撞击到锤柄部位，虽然数量不是很多，但长时间的磨损，尤其是靠近锤端的锤柄，磨损更为严重，导致锤柄过早的磨损损坏，甚至断裂。
基表1高铬铸铁的化学成分（质量分数，%）高铬铸铁堆焊锤柄双金属复合锤头的开发研究吴振卿，宫红亮，高华，徐绍娟，张严，肖靖，尹维召（郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450001）摘要：为了提高双金属复合锤头锤柄的耐磨性和复合界面的结合强度，本文采用先对锤柄堆焊一层高铬铸铁耐磨材料，然后再采用型内感应加热进行镶铸的工艺。
得到的近共晶成分的高铬铸铁表面堆焊层，在低预热温度下与锤端接触部分达到良好的冶金结合，锤柄堆焊层耐磨性较未堆焊前提高了20倍，改善了工作环境，锤头整体寿命提高了一倍多。
双金属复合材料的研发与应用
双金属复合材料的研发与应用闫本近宁波市镇海倍速达石化设备有限公司《摘要》双金属复合材料是利用两种不同金属材料各自的性能优势进行复合而成,经过金属材料之间的组合使形成的复合材料具有优异的综合性能,可以极大的改善单一材料的强度冲击韧性、热膨胀性、断裂韧性、耐磨性、耐蚀性、磁性、电性能等各种性能。
自从问世以来，在工业上得到了巨大的应用。
关键词：双金属复合材料分类研发应用一、前言双金属复合材料( Bimetal composite materials)是把两种具有不同物理、化学以及力学性能的金属材料在界面上实现冶金结合的一种新型复合材料。
由于双金属复合材料是用各自金属材料的性能优势进行复合而成的,所以它既可以克服两种金属材料本身的不足,又能发挥两种金属材料的优点。
早在20世纪30年代前苏联就开始对复合材料进行研究,但主要研究铝、锡、钢等金属及合金的复合材料,所用的方法主要为轧制法、铸造法、扩散焊接、爆炸焊接等。
英、法、德等国对双金属复合材料的研究也有很高水平,50-60年代英国伯明翰大学等单位就对固相复合进行了比较系统的研究并取得了一定的成就。
日本在这方面虽然起步较晚,但是进步速,现在已成为研究复合材料最多的国家之一。
我国对双金属材料的研究则起步较晚。
主要有上海钢铁研究所、东北大学、长沙矿冶研究院、武汉科技大学等大学和研究院从事这方面的研究,并在复合机理、复合工艺和实际应用等方面取得了一定的成绩，在汽车船舶、机械电子、航空航天、石油化工以及国防军工等方面得到了广泛地应用。
在企业方面，宁波倍速达石化设备公司利用自身的科研实力，在铁基金属材料上对铜锌锡钛等贵金属材料进行复合，成功制作成铜覆钢导体，锡基换热管等系列产品，并应用到金属导电，冷热交换等石化电力领域。
二、双金属复合材料复合方法双金属复合材料复合方法主要分为爆炸复合、轧制复合、扩散复合和挤压复合以及包覆铸造复合。
爆炸复合法的成型工艺是将制备好的复板放置在基板之上,然后在复板上铺设一层炸药,利用炸药爆炸时产生的瞬时超高压和超高速冲击实现金属层间的固态冶金结合。
钢铁双金属复合材料组织性能研究
＋作者简介：段素红（１９８５．），女，河南洛阳人。硕士研究生；Ｅ．ｍａｉｌ：ｄｓｈｏｎ９１１１＠１６３．∞ｍ
３５
第九届全国摩擦、减摩、耐磨材料和技术学术研讨会论文集
综合考虑，垫层选用ｚＧ３５ｃｒＭｏ钢，并加入少量变质剂处理，以细化品粒，并且阻止 高温热处理时晶粒的长大，化学成分见表２．２。
表２．２
３６
第九届奎固摩擦、战摩、耐磨材料和技术学术研讨畚论文采
２
３冲击韧性测试
分别从液一液和液一固双金属复合材料锤头上，用线切静Ｊ切取包含界面的台金试样。
每种工艺的锤头上取三个样，测试数据取平均值，试样规格：２０ｘ２０×１１０衄，将所取试样
四周磨平、抛光后，在ＧＢ３８０８摆锤式冲击试验机上进行冲击韧性试验。表２４中试验数 据表明，液一液双金属复台材料结台面的冲击韧性比液一同双金属复合材辩结合面的好。
铸铁与低合金钢制成双金属复合材料，并用扫描电镜（ｓＥＭ）、能谱仪（ＥＤｘ）对钢／铁双
金属复合材料界面的组织成分进行微观表征。通过对比发现，液一液复合所形成的复合材 料有明显的结合区，并且结合区组织致密，无缩孔、疏松等缺陷，界面呈良好的冶金结合 状态。而且结合区宽度也大于液一固复合的。但双金属液液复合铸造工艺生产的锤头有一
２试验方法
２．１选材．’ 高铬铸铁是一种公认的耐磨性较好的材料，其中含有大量的Ｍ７Ｃ３型碳化物，其硬度 高（Ｈｖｌ３００．１８００），组成抗磨骨架，在强韧的马氏体基体的支撑下，能有效的抵抗常用物 料的磨损，具有很高的耐磨性。并且其碳化物呈棒状、杆状或点状分布，对基体割裂较小， 有着比低铬铸铁较高的韧性，能够承受一定的冲击。在多年的使用中，Ｃｒ２０具有较好的冲 击韧性和耐磨性，因此，选用Ｃｒ２０作为耐磨部分的材料。
双金属复合材料制备及其界面结构调控
双金属复合材料制备及其界面结构调控下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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金属双金属界面结合强度机理揭示
金属双金属界面结合强度机理揭示金属双金属界面结合强度机理是研究金属界面结合强度的重要领域之一。
金属双金属界面的结合强度直接影响着材料的性能和应用，因此深入了解和揭示其机理对于材料科学和工程有着重要的意义。
金属双金属界面是由两种不同金属的晶体相互接触形成的，其结合强度与接触区域内的原子排列、结晶缺陷、应变、电子结构以及界面反应等因素密切相关。
首先，我们可以考虑原子层面的结合机理。
在接触区域，两种金属的晶格结构可能不完全相同，原子排列可能会发生错位或畸变。
通过实验和理论模拟，我们可以研究和预测这种原子错位和畸变对于界面结合强度的影响。
其次，结晶缺陷也是影响金属双金属界面结合强度的重要因素。
晶体中常见的缺陷包括晶界、位错、空位和间隙等。
这些结晶缺陷会影响金属晶体的力学性能和界面结合强度。
利用先进的显微镜技术和原位实验方法，我们可以观察和研究金属双金属界面上的结晶缺陷形貌和行为，进而探索其对结合强度的影响。
此外，应变也是影响金属双金属界面结合强度的重要因素。
在金属晶体中，由于外力或热膨胀等因素的作用，晶格可能会发生弹性或塑性形变，从而在界面上产生应变。
这些应变会改变金属晶体的原子间距和力学性能，从而影响界面结合强度。
通过利用X射线衍射和原位拉伸实验，我们可以量化金属双金属界面上的应变分布，并研究其与结合强度之间的关系。
另外，电子结构也对金属双金属界面结合强度产生影响。
金属的电子结构是由其原子能级和价电子的排布决定的。
当不同金属相接触形成界面时，电子波函数可能会重叠或发生跃迁，从而导致电子结构的改变。
这种电子结构的变化会影响金属双金属界面的结合强度。
通过利用密度泛函理论等计算方法，我们可以研究金属双金属界面上的电子结构变化，并探索其与结合强度之间的关系。
最后，界面反应也对金属双金属界面结合强度产生重要影响。
当两种金属相接触时，可能会发生金属间的扩散、共晶相生成和物理化学反应等界面反应。
这些界面反应会改变金属双金属界面的化学成分和微观结构，从而影响结合强度。
Cu_Al双金属复合材料的界面研究
收稿日期:2008205202; 修订日期:2008206224作者简介:余 珍(19842 ),女,江西奉新人,在读硕士,研究方向:双金属导电材料.余 珍 等:Cu/Al 双金属复合材料的界面研究Cu /A l 双金属复合材料的界面研究余 珍1,2,刘立东1,2,刘顺华1,2,段玉平1,2,刘德厚3(1.大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116085;2.大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,辽宁大连116085;3.大连奥邦新材料发展有限公司,辽宁大连116085)摘要:选择了N H 4Cl 、ZnCl 2、KF 和K 2ZrF 6四种助镀剂,分别对铜进行热浸镀铝的试验,并对热浸镀后双金属结合界面的形貌、成分、金相组织以及相关机理进行研究。
结果表明,选择浓度为1%～10%的KF 水溶液作为助镀剂,且铝液温度为680～710℃,浸镀时间为2～10s 时取得了良好的助镀效果。
XRD 分析结果表明镀层化合物主要的相为CuAl 2(θ)相。
关键词:铜铝复合;热浸镀;助镀剂;界面中图分类号:T G144 文献标识码:A 文章编号:100028365(2008)0921267204In ve s ti ga ti o n o n t he Int e rf a c e of Cu/Al Bi m e t alli c Co mp os it eY U Zhen 1,2,L IU Li 2dong 1,2,L IU Shun 2hua 1,2,D UAN Yu 2ping 1,2,L IU De 2hou 3(1.School of Materials Science and E ngineering ,Dalian U niversity of T echnology ,Dalian 116085,China ;2.State K ey Laboratory of Materials Modif ication by Laser ,Ion and Electron B eams ,Dalian U niversity of T echnology ,Dalian 116085,China ;3.Dalian Aobang N ew Materials Development Co.,Ltd.,Dalian 116085,China)Abs t rac t :In the proce ss of hot 2dip aluminizing ,four kinds of solution :NH 4Cl 、ZnCl 、KF 、K 2ZrF 6wereused re spectively on the substrate of copper.The morphology ,the component ,micro structure of bonding interface ,and the mechanism of the proce ss were studied.The re sults show that the be st flux is the solution of KF (1%～10%),the optimal temperature of the bath is in the range of 680～710℃,and the appropriate hot dipping time is 2～10seconds ,XRD re sults show that the intermetallic compound (I MC )compound is.Ke y w or ds :Interfacial bonding between Copper and Aluminium ;H ot 2dip aluminizing ;Flux ;Interface 铜铝复合材料由于同时具有铜的高导电性能、高导热率、低接触电阻以及铝的质轻、耐蚀等优点,受到电子、电力、电器、冶金、机械、汽车和生活用品等领域的青睐[1～4]。
双金属复合锤头铸造工艺性能研究
双金属复合锤头铸造工艺性能研究
双金属复合锤头铸造技术是金属铸造行业中新兴的一项技术，它将两种金属结合在一起，利用混合的特性，用于制作出更加强大和精密的产品。
本文的主要目的是通过对双金属复合锤头铸造工艺性能进行研究，以便更好地了解它的工作原理和应用。
首先，我们将研究双金属复合锤头铸造工艺的基本原理。
它利用两种不同金属的性质，结合在一起，形成双金属复合结构，既能够利用金属的优点又能抵消金属的缺点。
此外，它还可以对金属的形状、强度和抗腐蚀性能进行改善，从而更好地适应不同的生产要求。
其次，我们还需要研究双金属复合锤头铸造工艺的过程。
此工艺的实施步骤主要有：将两种金属分别浇入不同的铸模中。
接着，在一定的温度和压力下，两种金属将熔合在一起，形成双金属复合结构，之后再进行热处理，使其具有一定的强度和硬度。
最后，冷却后双金属复合锤头铸造产品即可获得。
此外，我们还要着重研究双金属复合锤头铸造工艺的性能参数。
首先，双金属复合锤头铸件具有高强度和抗腐蚀性能，能够抵抗更高压力和更高温度；其次，它还具有耐磨损性和耐热性，可以长期正常使用；最后，它具有较高的功率损耗和能源利用率，能够更好地满足不同的加工性能和技术要求。
综上所述，双金属复合锤头铸造工艺是一种非常有效的技术，具有多种实用性和优势，如高强度、耐磨损性和耐热性等。
因此，双金属复合锤头铸造工艺将是未来金属铸造行业的重要发展方向，具有广
泛的应用前景。
结语：经过上述分析，可以看出双金属复合锤头铸造工艺的实用性和优势，具有广泛的应用前景。
但是，为了更好地发挥其优势，仍然需要进一步深入研究和改进，以提高工艺性能。
高铬铸铁铸钢双金属复合锤头的研制
ｌｉｑｉｄ—ｍｌｉｄ洲】（删ｃａｓｌｉｎｇ
ｎｌｅｌｌｎ】ｍｉｄ ｕｓｅｄ Ｉｔ）ｂｒｅａｋ ｃｏａｌ
。１＇ｈｅ ｈａｍｍｅｒ ｐｒｃｘ＇ｉｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｓ Ｋｆｆｅｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｉｎ ｕｓｅｄ
Ｉｔｓ ｕｓｉｎｇ ｌｉｆｅ ｉｓ ４ ｔｉｍ自，ｏｖｅｒ ｈａｍｍｅｒ ｏｆ ｈｉｇｈ ｍａｎｇｅｎ∞ｅ ｓｌｅｅｌ
图４试样５的金相组织
高，其中铸态下冲击韧性达成１２ Ｊ／ｃｍ二以上。 ２）利用键参数函数确定高铬白几铸铁的合 金化元素具有指导性作用，减少ｒ选择台金化元 素的盲日性。
参考文献 ｆＩ］张毓辫．等Ｉ，＇，ｉＪＵ键参数函数选择蹙质剂肚Ｊ￡补Ｊ：ｊ铺钵戗ｆ
了熔点很高的碳化物和氮化物质点，这些质点可 以作为碳化物的外来晶核．大大提高了碳化物的 形核率。同时，由于合金化元素的加入，共晶化温 度区间缩小，因此碳化物长轴方向不象普通白ｕ 铸铁那样相互平行，而出现了相互交错的局面。 冲击断裂是裂纹的产生和扩展的结果。奥氏 体与珠光体相比，其韧性较大，能有效地阻止裂纹 的扩展；同时碳化物与基体的界面就是裂纹源，碳 化物越细小，棱角越圆钝，裂纹源产生裂纹的形核 功就越大。因此，合金化处理后，高铬白口铸铁的 冲击韧性大幅提高。 抗磨性能是磨损过程重复率的大小的直接反
１９９１１（９）：１５
１７．
［５］李垃ｌ叭瞎搬金属学［Ｍ］北京：冶金ｌ廿ｍ版｝ｔ
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２）性能：热处理后试样的冲击韧性在４Ｊ／ｃｍ２ —７Ｊ／ａｍ２的范围内。冲击试样磨平后打洛氏硬 度，铸态硬度约为ＨＲＣ４８，退火态硬度为 ＨＲＣ３６，热处理后硬度ＨＲＧ６２。锤头端部沿断面 上切开后硬度分布情况如表１所示。 由上述结果可看出，锤头端部高铬铸铁硬度 在ＨＲＣ５６～ＨＲＣｈ２之间，且具有一定的韧性，因 此可保证锤头既具有良好的耐磨性，又具有足够 的韧性。
双金属复合锤头铸造工艺性能研究
双金属复合锤头铸造工艺性能研究双金属复合材料作为一种新型材料，其工艺性能有别于单一金属材料，因此得到了广泛的应用。
本文以双金属复合锤头铸造工艺性能为研究对象，介绍双金属复合锤头铸造工艺及其分析方法，分析其优缺点，以期提高双金属复合锤头铸造工艺性能并节约能源。
I.双金属复合锤头铸造工艺双金属复合锤头铸造工艺的基本原理是将不同性质的金属材料熔合到一起，其中一种金属为基体，另一种金属可填充形成复合。
双金属复合锤头铸造工艺的基本流程如下：首先将金属材料按一定的比例混合搅拌，然后放入压铸机中进行铸造，最后按照要求进行加工和热处理。
双金属复合锤头铸造工艺有许多优点：首先，双金属复合材料可以增加锤头的强度，在一定的温度下具有较高的抗拉强度，从而使产品的加工和热处理更加容易；其次，双金属复合材料的抗腐蚀性也比单一金属材料要好；此外，双金属复合材料具有较低的维护成本，更加耐用。
II.双金属复合锤头铸造工艺性能分析双金属复合锤头铸造工艺性能分析分为双金属复合材料力学性能、结构性能、耐磨性能、耐腐蚀性能以及综合性能五个方面。
1.双金属复合材料力学性能双金属复合锤头的力学性能一般以双金属复合材料的抗张强度、抗压强度、屈服强度、断裂强度以及拉伸应变率为指标，研究从试样的试验结果出发，综合研究双金属复合材料力学性能，找出影响双金属复合材料力学性能的因素。
2.双金属复合材料结构性能双金属复合锤头的结构性能主要取决于其结构的设计和复合工艺处理，如晶粒细化处理、抛光处理等。
重点评价其结构变形范围、容错空间以及耐磨性的变化，以此确定双金属复合锤头的结构性能。
3.双金属复合材料耐磨性能双金属复合锤头的耐磨性能主要取决于其成分、组织结构以及复合工艺处理，根据具体应用情况，采用腐蚀磨损实验、热力学磨损试验等研究方法，研究双金属复合材料的耐磨性能。
4.双金属复合材料耐腐蚀性能双金属复合锤头的耐腐蚀性能主要取决于双金属复合材料的化学成分、复合工艺处理和组织结构，可以采用腐蚀电位法、腐蚀电流法和腐蚀率法等研究方法，研究双金属复合锤头的耐腐蚀性能。
双金属复合锤头铸造工艺性能研究
双金属复合锤头铸造工艺性能研究双金属复合锤头铸造技术是新兴的铸造工艺，通过将不同金属或合金的碎屑混合，结合特定的铸造技术，生成双金属复合锤头，它具有比单金属更高强度、更佳耐腐性、更佳密度和更高耐冲击性能等优势。
因此，双金属复合锤头铸造工艺性能研究引起了学术界的关注。
从双金属复合锤头铸造工艺性能的研究可以看出，复合锤头的最佳组成结构和成形工艺可以满足不同使用条件下的要求。
针对不同的应用，可以选择合适的材料组合，提高复合锤头的性能。
同时，采用双金属复合锤头成形工艺时，需要考虑材料的结构特性，如低温成型、复合渗透等，以及由此带来的热挤压行为及其影响。
为了了解双金属复合锤头铸造工艺性能，需要先研究材料的结构特性和铸造过程中的成型过程。
其次，需要对双金属复合锤头进行力学性能测试，包括拉伸强度、屈服强度、抗压强度、塑性及疲劳强度等性能指标。
最后，还需要检查复合锤头表面粗糙度，以及热性能、抗腐蚀性能等指标。
此外，在双金属复合锤头铸造工艺性能研究中，还需要研究成型设备及其工艺参数对复合锤头性能的影响，包括成形模具的材料、尺寸、热处理和渗透等，以及温度、时间等成形过程的参数。
这可以通过实验和模拟研究来探讨，从而确定最佳的工艺参数，以获得较高的性能。
在双金属复合锤头铸造工艺性能研究中，考虑到材料本身的性能、铸造模具及工艺参数的影响，以及温度、时间等工艺过程的参数，调整得当可以有效改善双金属复合锤头的组成结构和成形工艺，获得更优质的性能。
总之，双金属复合锤头铸造工艺性能研究具有重要的应用价值，可以有效的提高材料的性能，以满足各种不同使用环境的要求，为金属制品的开发提供有力的支持。
至此，双金属复合锤头铸造技术在行业中的应用日益广泛，且其发展潜力巨大，只有理解复合锤头铸造工艺性能，在铸造过程中做出相应的调整，才能使技术发挥最大价值，为人类生活提供有效服务。
综上，双金属复合锤头铸造技术具有重要的技术经济价值和应用价值，未来仍将保持高速发展。
双金属复合管界面结合性能概述
第 49 卷 第 10 期2020 年 10 月Vol.49 No.10Oct. 2020化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry双金属复合管界面结合性能概述董 阳1,2，周好斌1，苏 航2，付安庆2，尹成先2（西安石油大学材料科学与工程学院，陕西 西安 710065；2.中国石油天然气集团公司管材研究所，石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室，陕西 西安 710077）摘 要：双金属冶金复合管作为一种兼具耐蚀性和经济性的复合管材，已在石油天然气开采领域得到推广应用。
本文主要介绍了双金属冶金复合管界面的微观组织调控，界面氢扩散及损伤机理和界面局部腐蚀行为，对双金属复合管的界面结合性能进行了探究。
关键词：双金属复合管；耐腐性能；界面结合性能；微观组织调控；局部腐蚀中图分类号：TB 331；TQ 055.8+1 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2020)10-0036-03作者简介：董阳(1995-)，男，硕士研究生，主要研究方向为石油管材腐蚀与防护。
E -mail:****************通信联系人：周好斌(1965-)，男，博士，教授，主要从事腐蚀与防护技术、焊接设备及工艺研究。
E -mail:***************.cn 收稿日期：2020-07-20双金属复合管是一种刚度高、强度大、耐蚀性能和耐磨性能优异的结构和功能材料。
双金属复合管通过特殊的变形和连接技术，将基体和衬层紧密结合在一起，将两种金属的优势最大化地发挥出来，克服了单一金属的性能缺陷，将制造成本降低，能够适应复杂应力、腐蚀和摩擦等特殊工况及环境的要求，在核电、石油化工、海洋工程、电力电子、机械制造、建筑装饰等领域具有广阔的应用前景。
双金属冶金复合管主要通过爆炸焊、钎焊、粉末冶金、热挤压、喷射成型等技术，在基材和覆材之间形成冶金复合界面[1-2]。
一种双液双金属复合铸造锤头[实用新型专利]
![一种双液双金属复合铸造锤头[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/bc2908e1763231126fdb11d5.png)
专利名称：一种双液双金属复合铸造锤头专利类型：实用新型专利
发明人：王涛,李洪波,李春洁,刘洪丽,赵淑金申请号：CN201020044828.4
申请日：20100115
公开号：CN201664616U
公开日：
20101208
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种破碎机耐磨锤头，采用双液双金属复合铸造方法，在型腔内头部与锤柄相结合的部位插入燕尾形隔板，两种金属液体同时浇注，铸成一种双金属复合锤头。
该锤头降低综合生产成本，具有高强度和良好的耐磨性，抗裂性可靠，提高锤式破碎机的工作效率。
申请人：佳木斯大学
地址：154007 黑龙江省佳木斯市向阳区学府街148号
国籍：CN
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304不锈钢-纯铝双金属复合铸造工艺及界面组织性能研究
304不锈钢-纯铝双金属复合铸造工艺及界面组织性能研究304不锈钢/纯铝双金属复合铸造工艺及界面组织性能研究摘要：双金属复合材料具有良好的综合性能，可广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
本文通过采用铸造技术制备了304不锈钢/纯铝双金属复合材料，并对其工艺参数及界面组织性能进行了研究。
结果表明，通过适当的工艺参数调控，能够得到界面结合良好、性能稳定的304不锈钢/纯铝复合材料。
关键词：304不锈钢；纯铝；双金属复合；铸造；界面组织性能1. 引言双金属复合材料由两种不同金属组成，在不同材料的协同作用下，能够充分利用各种金属的特性，提高材料的综合性能。
304不锈钢/纯铝双金属是一种常见的复合材料，具有优良的耐腐蚀性、强度和韧性，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
目前，双金属复合材料的制备方法主要有冷轧焊接、粉末冶金、爆炸复合等。
然而，这些方法存在着或多或少的缺陷，如界面反应不完全、界面结合不牢固等。
铸造技术作为一种常见的制备方法，具有工艺灵活、成本低廉等优点，因此被广泛应用于双金属复合材料的制备过程中。
本研究旨在通过铸造技术制备304不锈钢/纯铝双金属复合材料，并对其工艺参数及界面组织性能进行研究，为其在航空航天、汽车制造等领域的应用提供理论基础和技术支持。
2. 实验方法2.1 材料准备本实验采用工业纯铝和304不锈钢作为复合材料的基材。
其中，纯铝为块状材料，304不锈钢为颗粒状材料。
2.2 铸造工艺首先，将纯铝放入预热炉中，在温度达到700℃后取出。
随后，通过熔炼方法将304不锈钢加热至熔点，保持一定时间，使其处于液态状态。
在纯铝达到溶解温度后，将其倒入钢模具中。
待两种材料分别凝固并降温后，将金属界面二次加热至600℃，保持一定时间，使界面发生扩散反应。
最后，将制得的双金属复合材料进行精磨和打磨处理，以得到所需样品。
2.3 界面组织观察采用光学显微镜（OM）对制备的双金属复合材料进行观察，对界面结合情况进行评估。
双金属复合材料的制备及力学性能研究
双金属复合材料的制备及力学性能研究一、绪论随着科学技术的不断进步，材料工程领域中出现了许多新型材料，其中双金属复合材料便是之一。
作为一种具有优异性能的复合材料，双金属复合材料已经在航空、航天、化工、电子、汽车等领域得到了广泛应用。
本文将介绍双金属复合材料的制备方法和力学性能研究，以提供更多关于该材料的了解。
二、双金属复合材料的制备方法1.物理方法物理方法制备双金属复合材料主要包括合金液相扩散、爆炸或冲击焊接等。
通过合金液相扩散可以制备出具有优良性能的双金属复合材料。
这种方法主要是将两种金属（或合金）分别制成薄片或带状材料，然后进行叠压、层叠和包覆等工艺，再利用高温热处理方式，使两种金属相互扩散，形成不同组织和组分的材料。
2.化学方法化学方法制备双金属复合材料主要是利用电化学沉积、化学还原、离子交换等化学过程进行。
其中电化学沉积法是较为常用的方法之一。
通过电沉积可以得到具有一定厚度和均匀性的双金属复合膜，然后再进行加工形成新的产品。
三、双金属复合材料的力学性能研究1.热膨胀性能热膨胀性能是双金属复合材料重要的基础性能之一，也是影响该材料性能的一个重要因素。
在双金属复合材料中，两种不同金属的热膨胀系数不同，这样在受到温度变化的作用时就会出现机械应力，导致产生改变。
2.断裂韧度断裂韧度是材料断裂前所能承受的最大应力，也是材料抵抗裂纹的扩展的能力。
双金属复合材料具有较高的抗拔剪断裂韧度，这与其复杂的结构有关。
3.疲劳寿命双金属复合材料在长时间内受到逆向循环载荷，其力学性能会发生改变，出现疲劳破坏。
疲劳寿命是双金属复合材料经长时间循环载荷后能够承受的次数，其重要性在于可以预测材料的寿命。
4.硬度在材料的力学性能研究中，硬度是衡量材料耐磨性和抗压性的重要参数。
硬度值越大，说明材料的耐磨性和抗压性越强。
四、结论综上所述，双金属复合材料制备方法和力学性能研究的重要性不言而喻。
随着材料科学技术的不断进步，双金属复合材料在各个领域的应用也变得越来越广泛。
利用消失模铸造工艺制造双金属复合锤头
（ １） 采用消失模铸造工艺制造出的双金属锤 头与高锰钢锤头相比， 耐磨性提高了 ３￣４ 倍。
（ ２） 虽然双金属抗磨锤头的铸造工艺比较复 杂， 影响的因素很多， 但只要严格的控制生产过 程， 可以获得质量优良的产品。
参考文献：
［１］ 赵 海 军 ．镶 铸 式 复 合 锤 头 的 研 制 及 应 用［Ｊ］．矿 山 机 械 ， ２００３， （ ７） ： １７－１９．
低的强韧性， 冲击韧度一般只有 ５～７ Ｊ ／ｃｍ２， 受到 冲击时易发生断裂。
因此以高铬铸铁为工作端硬质点， 以高锰钢 作为支撑相和锤柄。采用高铬铸铁和高锰钢生产 双金属复合锤头， 使其接合面为冶金结合， 可以更 好地满足锤头的要求。组成锤头的两种材料的化 学成分如表 １ 所示。
表 １ 组成锤头的两种材料的化学成分（质量分数，％） Ｔａｂ．１ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｍｍｅｒ ｍａｔｅｒ ｉａｌｓ （ｗｔ％）
图 １ 双金属复合锤头的复合工艺 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｄｕｐｌｅｘ ｍｅｔａｌ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｈａｍｍｅｒ
２．３ 热处理工艺
铸件清理后进行
１０００～１０５０
温度 Ｔ／℃ ＜ ４０℃
／ｈ
水韧处理。锤头由两种 材质构成， 其导热系数
６５０±２０ 入水
不同， 所以它的水韧处 理工艺与普通的高锰 钢有些不同， 开始升温 阶段不宜过快， 以防止 裂纹出现。热处理工艺 如图 ２ 所示。
高铬铸铁是一种优良的耐磨材料， 但具有较
收稿日期： ２００８－０１－０３ 作 者 简 介 ： 王 秀 梅 （ １９７１－） ， 女 ， 河 北 承 德 人 ， 工 程 师 ， 从 事 金 属 材
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双金属复合锤头界面结合性能的研究刘清梅,吴振卿,关绍康(郑州大学材料工程学院,河南郑州450002)摘 要:分析了采用消失模铸造工艺来制备高铬铸铁和中碳钢双金属复合锤头时,锤头的外材与芯材在不同体积比下界面组织的不同。
为双金属复合铸造工艺的优化起到指导性作用。
关键词:双金属;锤头;界面;体积比中图分类号:T G257 文献标识码:A 文章编号:100123814(2003)022*******The Research of Com b i n i ng Capab il ity i n the I n terface of B i m eta lL I U Q ing2m e i,WU Zhe n2q ing,GUAN S ha o2ka ng(M aterial A cad e m y of Z heng z hou U niversity,Z heng z hou450002,Ch ina)Abstract:T he interface fabric structure w ith different vo lum es’rates betw een outer and inner m aterial w as ana2 lyzed in p roducing bi m etal compo site hamm er2head from h igh2ch rom ium cast iron and m id2carbon steel by EPC p rocess.It has a directive functi on fo r op ti m izing bi m etal compo site casting p rocess.Key words:bi m etal;hamm erhead;interface;vo lum es’ratesΞ 锤头是建材、矿山、化工等行业使用的锤式破碎机上的关键配件,由于所破碎的物料一般是岩石、金属矿石等坚硬物体,故锤头的磨损比较严重,所以对锤头的设计首要考虑的就是耐磨性的问题。
高铬铸铁是一种优良的耐磨材料,然而它在工作时容易发生脆性断裂。
为了克服这个缺点可通过复合铸造的方法将两种金属有效的结合组成双金属复合锤头[1]。
可是在结合的过程中因为各种工艺因素的影响将导致组成锤头的两种金属界面结合会有不同的情况。
本文以高铬铸铁和碳钢作实验材料,研究了两者在有效结合体积比不同的情况下,其结合面结合性能会达到什么样的程度;以此为双金属复合锤头的界面设计和制备工艺提供依据。
1 锤头材料和复合铸造过程组成锤头的两种材料的化学成分如表1所示。
在高铬铸铁中加入—定量的稀土合金进行变质处理,可以改善碳化物的分布与形态,提高其冲击韧度和硬度;加入钼能提高淬透性,推迟奥氏体转变的孕育期,显著降低淬火临界冷却速度,从而提高M s点。
表1 组成锤头的两种材料的化学成分(质量分数,%) C Si M n C r M o Cu R E 高铬铸铁2.3～3.10.6～1.00.6～1.213～200.6～1.20.5～1.0微量中碳钢0.25～0.40.3～0.50.4～0.7———微量 锤头的实验模型如图1所示。
锤头由头部和柄部组成,头部高铬铸铁具有高的耐磨性,同时具备良好的抗冲击性,这两点决定了锤头的使用寿命。
柄部为中碳钢,它的耐磨性不高,但具有较高的韧性,保证锤头工作时不断裂。
在本文的讨论中将两种材料的接触面称为有效接触面,组成锤头头部的高铬铸铁称为外材,而柄部与高铬铸铁接触的那部分中碳钢称为芯材。
采用复合铸造工艺,在20kg酸性感应炉内熔炼高铬铸铁,其出铁温度1500℃,浇注温度1480℃。
柄部进行表面预处理,以免在预热及浇注过程中被氧化,降低金属液的表面张力,增加它与浇注的高铬铸铁液的润湿性。
柄部预热温度在700～800℃。
热处理采用960℃×2h空冷淬火及220℃回火。
通过改变外材与芯材的体积比来制图1 锤头的实验模型备试样,试样制备完后采用水冷砂轮切片机从试样上截取含有两种金属的部分,再用线切割机切成小样品进行结合界面的分析。
2 结果和分析2.1 双金属复合锤头界面的组织特点实验前预先经过计算,在实验材料的预定温度下,要使锤头两种材料具有结合,外材与芯材的临界体积比大概为7.84∶1。
实验中选择两种金属的体积比分21 RESEARCH H ot W ork ing Technology 2003N o.2 Ξ收稿日期:2002206213基金项目:河南省自然科学基金资助项目(0111032300)作者简介:刘清梅(19792),女,江西赣州人,硕士研究生。
别为5∶1、8∶1和10∶1进行了多个实验。
将试样切割后,进行微观组织观察,结果如图2所示。
可见,不同的体积比会产生不同的结合效果。
当体积比为5∶1时,两种金属的结合为机械结合;当体积比为8∶1时,两种金属基本结合;当体积比为10∶1时,两种金属结合良好,在结合区复合界面交界线呈犬牙交错状,界面呈冶金结合状态,界面表面发生了熔融和相互渗透,组织致密。
从图2b 、c 的组织分析来看,左边高铬铸铁中呈骨架相的是M 7C 3型碳化物,这种碳化物的硬度高,并呈不连续的条块状,基体为奥氏体、马氏体及合金碳化物[2]。
共晶碳化物为莱氏体形态,在二维金相上呈网状分布。
碳化物断续相连。
在结合区,左边的高铬铸铁在冷却的过程中将过热量带给了碳钢,从图2b 的界面可以看到,在高铬铸铁的高温作用下,靠近结合线的芯材刚刚进入奥氏体相区,此时奥氏体成分极不均匀,在这个情况下开始冷却,导致了在结合线处获得了粒状的珠光体。
从图2c 的界面可以看到,外层的高铬铸铁此时带入的过热热量相对较多,加上还有砂型的保温过程,靠近结合区附近的芯材已经完全进入了奥氏体相区,并在热扩散的作用下,发生了碳向芯材的扩散,并最终形成了片状珠光体。
结合面右边碳钢组织为珠光图2 外材与芯材不同体积比下其结合界面的显微组织 300×体和铁素体。
2.2 分析讨论对于锤头,外材与芯材的结合界面主要由以下部分组成:①扩散层:位于芯材的最外层;②激冷凝固层:由于芯材的激冷作用,外层材料将产生快速的凝固;③方向性生长层:激冷凝固层形成以后,外层材料在凝固时还存在着较大的温度梯度,外层材料的凝固组织在温度梯度的作用下表现出明显的方向性生长;④正常凝固层:在方向性生长层形成以后,芯材对外层材料的激冷作用明显减弱,外层材料的凝固组织已没有明显的方向性[3]。
从图2可以看到,结合区位于外材与芯材之间,由于外材的高温,导致了芯材表面处于熔融的状态。
外层材料的方向性层可以分为两个部分:①位于离芯材较近的部分,由于芯材的激冷作用较强而导致了外层材料的随机取向的晶粒的形成;②远离结合线的区域,由于芯材的影响较小,在此处就形成了稳定的温度梯度,导致晶粒的生长表现出了方向性。
在靠近结合线处的外层材料会以较快的速度冷却时,两种材料不同的体积比将会导致结合面会产生不同的结合性能。
随着外层材料和芯材的体积比的提高,外层材料对芯材的热作用的时间也增加,这就使得跨越结合线的热扩散加强,热扩散的加强有利于提高界面结合强度,从而使得界面结合的牢固。
2.3 双金属锤头界面附近的显微硬度对结合好的试样进行显微硬度(HV )测试,载荷为1.98N ,结果如图3所示。
界面两侧硬度差异较大,而在界面处过渡平缓,表明两种材料有很好的结合。
图3 双金属结合界面附近的显微硬度测试结果3 锤头的使用效果衡量锤头耐用性的主要指标是抗磨能力和抗断裂能力。
实验采用两台锤式破碎机,对结合好的双金属复合锤头与高锰钢锤头进行对比,破碎机转速为750r m in ,电机功率为130k W ,破碎物料为石灰石。
实际使用结果表明,双金属复合锤头比高锰钢锤头的耐磨性提高了3～4倍。
在运行了7h 以后,从外观上可以看到高锰钢锤头的一个角已磨掉,而高铬铸铁锤头磨损不严重,仅在表面有小的凹坑,没有出现脱落现象。
4 结论(1)锤头外材与芯材不同的体积比对双金属复合锤头的结合有明显的影响。
随着体积比的提高,界面的结合也由机械结合转变为冶金结合。
冶金结合的结合界面呈犬牙交错状。
31《热加工工艺》 2003年第2期试验研究 高能球磨制备纳米CeO2 A l复合粉末骆心怡,朱正吼,卢翔,李顺林(南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京210016)摘 要:采用高能球磨法制备了纳米CeO2 A l复合粉末,并利用X射线衍射(XRD)、场发射显微镜(FE M)、扫描电镜(SE M)以及能谱分析(ED S)等测试分析手段,对球磨过程中复合粉末相结构、组织形貌和成分分布的变化进行了研究。
结果表明:随着球磨时间的增加,纳米CeO2团聚体逐渐进入A l颗粒中,并被很好地分散开来,呈均匀弥散分布;A l 晶粒尺寸不断细化。
关键词:高能球磨;纳米复合粉末;CeO2粉末;分散;A l粉末中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:100123814(2003)022*******Prepara tion of CeO2 A l Nanocom posite Powder by H igh Energy Ba ll M ill i ngLUO X in2y i,ZHU Zhe ng2hou,LU X ia ng,L I S hun2lin(Colleg e of M ater.S ci.and T ech.,N anj ing U niversity of A eronau tics&A stronau tics,N anj ing210016,Ch ina) Abstract:T he nanocompo site pow der of CeO2 A l w as p repared by h igh energy ball m illing.T he variati ons in m i2 cro structure and mo rpho logy of the pow der during ball m illing w ere investigated by m eans of XRD,FE M,SE M and ED S.T he results show that along w ith the increase in the m illing ti m e,aggregated CeO2nanoparticles are em bedded in A l particles gradually,dispersed w ell and distributed unifo r m ly.T he crystal size of A l pow der is decreased continuously.Key words:h igh energy ball m illing;nanocompo site pow der;CeO2pow der;disperse;A l pow derΞ 热镀锌是钢铁材料主要防护方法之一,广泛应用于钢板、钢带、钢丝、钢绞线等钢铁材料上。